CN101662412B - Ip电信网系统中基于控制平面的虚拟专网资源管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在IP电信网系统中基于控制平面的虚拟专网资源管理方法。该方法通过网络层控制平面的命令对虚拟专网的资源进行管理，适用于采用不面向连接工作方式的IP电信网系统。利用该虚拟专网资源管理方法，可以通过网络层的控制平面实现虚拟专网资源分配、虚拟专网资源修改、虚拟专网资源释放等操作，具有扩展性好、管理方便等技术优势。

Description

IP电信网系统中基于控制平面的虚拟专网资源管理方法

技术领域

本发明涉及一种在IP电信网系统中管理虚拟专网(VirtualPrivate Network，简称为VPN)资源的方法，尤其涉及一种在采用不面向连接工作方式的IP电信网系统中，通过控制平面的命令对VPN的资源进行管理的方法，属于通信技术领域。

背景技术

IP电信网系统是本发明人在专利号为ZL200410037641.0的发明专利中提出的新概念。参见图1所示，它采用独特的内外双层结构和双地址寻址方式，由位于内层的至少一个复址无连接数据网(简称为PTDN网)和位于外层的多个IP网组成。IP网通过边缘关口设备(ED)与复址无连接数据网相连接。每个复址无连接数据网中还包括至少一个地址映射设备(ADT)。复址无连接数据网中的所有设备与边缘关口设备都分配有一个复址无连接数据网地址，IP网中的所有设备和上述边缘关口设备都分配有IP地址，IP地址和复址无连接数据网地址之间的映射关系保存在地址映射设备内的地址映射表之中。边缘关口设备通过地址映射设备完成IP地址和复址无连接数据网地址之间的映射。在复址无连接数据网内部还具有网络管理设备，该网络管理设备同时管理复址无连接数据网内的接入设备(AR)、汇聚设备(MR)和核心设备(CR)。

在IP电信网系统中，网络层有两种工作方式，即：面向连接的工作方式和不面向连接的工作方式。

在面向连接的工作方式中，对点到点的通信状态控制是在链路层的控制平面中实现的；端到端连接的建立和维护是由网络层的控制平面来完成的，此处的建立和维护包括端到端的虚电路建立、拆除和状态报告等。

在不面向连接的工作方式下，端到端的数据通信是由网络节点根据数据分组中携带的网络地址(即全局地址)进行转发而实现的，并不需要通过建立虚连接来实现数据通信。数据分组的转发直接由网络层实现。网络层具有三个层面：数据平面、控制平面和管理平面。其中数据平面负责层数据包的传送，控制平面负责VPN管理、组播管理、地址解析等操作，管理平面负责实现OAM管理、与网络管理设备的通信等。

VPN是当今电信领域中一项极其重要的技术，应用十分广泛。在现有的VPN技术中，通过控制平面命令进行VPN管理都是在面向连接工作方式下进行的，其实现比较简单，但扩展性很差。在IP电信网系统中，可以提供两种方式的VPN：面向连接的VPN和不面向连接的VPN。其中在不面向连接的工作方式下，VPN的管理可以通过网络层控制平面实现，也可以通过网络层的管理平面实现。例如在本发明人另案申请的发明专利“IP电信网系统中实现虚拟专网的方法”(专利号：ZL200410062652.4)中，就提出了在采用不面向连接的IP电信网系统中，通过网管和管理平面实现VPN创建和资源管理的方法。但是，在不面向连接的工作方式下通过控制平面实现VPN的管理相当复杂。现有技术并没有很好地加以解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种在采用不面向连接工作方式的IP电信网系统中，通过网络层控制平面的命令对VPN的资源进行管理的方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的实现方式：

一种基于控制平面的虚拟专网资源管理方法，用于在IP电信网系统中实现虚拟专网资源的分配，其特征在于包括如下的步骤：

1)用户通过业务受理中心向网管提出虚拟专网资源分配申请；

2)如果网管接受该申请，则决定具有确定路由的数据通路的数量及相应的源端节点和目的端节点；

3)网管通过网络层的管理平面向所述数据通路的源端节点发送VPN资源分配命令；

4)源端节点收到所述VPN资源分配命令后，根据自身的资源情况作出决定：如果拒绝所述VPN资源分配命令，直接向网管发拒绝响应；如果接受所述VPN资源分配命令，则为所述虚拟专网预留资源，并通过网络层的控制平面向VPN所经过的中间节点发送VPN资源分配命令；

5)中间节点收到所述VPN资源分配命令后，根据自身的资源情况作出决定：如果拒绝所述VPN资源分配命令，直接发拒绝响应；如果接受所述VPN资源分配命令，则建立VPN控制信令状态表，为所述虚拟专网预留资源，沿所述虚拟专网确定的路由继续向下一个节点转发所述VPN资源分配命令，直至目的端节点；

6)所述目的端节点如果能够接受所述VPN资源分配命令，就向该节点上游的节点发送接受响应，所述接受响应逐级向上游转发，直至源端节点，收到所述接受响应的上游节点及源端节点将预留的资源改为专门分配给所述虚拟专网的资源。如果资源不能满足或其它原因拒绝所述VPN资源分配命令，直接发拒绝响应，上游节点收到拒绝拒绝响应后，立即释放预留资源、VPN控制信令状态表和相关信息。

其中，所述步骤1)中，所述用户向所述网管提交包括VPN用户信息、业务信息和资源要求之内的信息。

所述步骤2)中，所述网管对于新创建的VPN，同时为其建立VPN编号。

所述步骤5)中，所述中间节点如果接受所述VPN资源分配命令，则将具有相同VPN编号和业务类别的端到端的VPN资源在可以在此时、在该节点内部进行聚合，形成以VPN编号和业务类别为标识的VPN资源，或者在步骤4)或6)中进行聚合。

所述步骤5)和6)中，所述VPN控制信令状态表包括但不限于VPN标识、VPN类别、控制信令的消息标识、控制信令过程状态、预留带宽等信息。

在所述虚拟专网资源管理方法执行过程中，只要有一个节点拒绝所述VPN资源分配命令，相应的拒绝响应就沿上游逐级转发，直至源端节点，此时所述VPN的资源分配，所述源端节点向所述网管进行报告。

一种基于控制平面的虚拟专网资源管理方法，用于在IP电信网系统中实现虚拟专网资源的释放，其特征在于包括如下的步骤：

a)用户通过业务受理中心向网管提出虚拟专网资源释放申请；

b)网管通过网络层的管理平面将VPN资源释放命令发送给VPN所经过的数据通路的源端节点；

c)所述源端节点收到所述VPN资源释放命令后，为被申请释放资源的VPN预减资源，并通过网络层的控制平面向中间节点发送VPN资源释放命令；

d)所述中间节点收到所述VPN资源释放命令后，为所申请释放资源的VPN预减相应的资源，然后沿所述虚拟专网确定的路由继续向下一个节点转发所述VPN资源释放命令，直至目的端节点；

e)所述目的端节点收到所述VPN资源释放命令后，发出接受响应，上游的中间节点在收到所述接受响应后，将各节点处预减的资源改为实际减少的资源，直至源端节点也完成此操作。

其中，所述步骤a)中，所述用户同时向所述网管提交包括VPN标识、业务信息和所释放资源的数量在内的信息。

所述步骤c)、d)、e)中，具有相同VPN编号和业务类别的端到端的VPN资源在节点内部按汇聚比预减少。

在所述虚拟专网资源管理方法执行过程中，为防止命令及其响应丢失，每一个节点在发送命令之后将启动重发计时器，计时到后如果还未收到相应的响应将启动重发机制，如果重发超出预定的次数，则认为命令执行失败，节点将这一情况报告网管。

利用本发明所提供的VPN资源管理方法，可以通过网络层的控制平面实现VPN资源分配、VPN资源修改、VPN资源释放等操作。该方法具有扩展性好、管理方便等技术优势。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1为实施本发明所依赖的IP电信网系统的组成结构示意图；

图2为基于本VPN资源管理方法分配VPN资源的流程示意图；

图3为基于本VPN资源管理方法释放VPN资源的流程示意图。

具体实施方式

在现有技术中，通常是通过网络层的管理平面来实现VPN资源的管理。但单纯依赖管理平面将会加重网管的负担，同时也不利于VPN业务的扩展。由于在IP电信网系统的网络层中，控制平面负责完成呼叫控制和连接控制等功能，因此可以被利用来进行VPN资源的管理。

在本发明中，对VPN资源的管理主要体现在网络通信资源的分配和释放上。而网络通信资源的分配实际上就是增加VPN资源的过程，网络通信资源的释放实际上就是减少VPN资源的过程。因此，下面分别介绍增加VPN资源和减少VPN资源的具体操作方法。

参见图2所示，首先介绍IP电信网系统根据用户申请创建VPN并为其保留VPN资源的操作方法。该操作方法对于增加已有VPN的资源也同样适用，下面一并进行详细的说明：

1)用户首先通过业务受理中心向网管提出创建VPN或增加已建立的VPN的资源的申请。

用户在提交上述申请的同时，还要提交VPN用户信息、业务信息和资源要求等。此处的VPN用户信息包括用户数量、用户位置等；业务信息包括VPN业务类别、优先级；资源要求包括通信带宽等。对于“尽力而为”类型的业务，所提交的资源要求也可以是零。

如果用户申请增加已建立的VPN的资源，还需要提交该VPN的VPN标识。

2)如果网管接受该申请，则根据上述信息，决定具有确定路由的数据通路的数量及相应的源端节点和目的端节点，同时决定具有确定路由数据通路的相关参数，如带宽等。

对于新创建的VPN，网管同时为其建立VPN编号、VPN类别，同时确定使用该VPN的用户的PTDN网地址；

3)网管通过网络层的管理平面向所述确定路由的数据通路的源端节点(包括边缘关口设备)发送VPN资源分配命令。该VPN资源分配命令中包含VPN编号、类别、增加的带宽、目的节点的PTDN地址等相关的资源参数；

对于新创建的VPN和增加已建立的VPN的资源这两种不同的情况，可以采用相同的VPN资源分配命令，也可以针对不同的情况分别采用不同的命令。无论采用哪一种命令方式，其实质内容都是一样的，都需要包含资源参数等相关参数。

4)源端节点收到该VPN资源分配命令后，根据自身的资源情况决定接受或拒绝该命令。如果拒绝该命令，则直接向网管发拒绝响应；如果接受该命令，则采取如下的措施：

a)为新创建的VPN的用户建立其IP地址与PTDN网地址之间的映射表，所述映射表也可以在VPN创建完成之后建立；

b)对于新创建的VPN，为其预留资源；对于已经创建的VPN，为其增加预留的资源；

c)通过网络层的控制平面向VPN所经过的中间节点发送VPN资源分配命令。该VPN资源分配命令中携带的参数包括命令的消息标识、VPN编号、业务类别、带宽等；

5)中间节点或目的端节点收到该VPN资源分配命令后，根据自身的资源情况决定接受还是拒绝该命令。若拒绝该命令，直接向该节点上游的上一个节点发拒绝响应；若接受该命令，则

a)建立VPN控制信令状态表表，该VPN控制信令状态表包括但不限于VPN标识、VPN类别、控制信令的消息标识、控制信令过程状态、预留带宽等信息，对于新创建的VPN，为其预留资源；对于已经创建的VPN，为其增加预留的资源；

b)将具有相同VPN编号和业务类别(含带宽汇聚比)的端到端的VPN资源在该节点内部进行聚合，形成以VPN编号和业务类别为标识的VPN资源，然后沿该VPN所确定的路由继续向下一个节点转发该VPN资源分配命令，直至目的端节点。

若目的端节点能够接受该VPN资源分配命令，就向该节点上游的节点发送接受VPN资源增加的接受响应。该接受响应逐级向上游转发，直至源端节点。上游的各节点以及源端节点收到该接受响应后将预留的资源改为为该VPN专门保留的资源。

此时，VPN的资源分配成功，源端节点向网管进行报告。

在上述转发命令和响应的过程中，只要有一个节点拒绝该VPN资源分配命令，相应的拒绝响应就沿上游逐级转发，直至源端节点，上游节点收到拒绝响应后，立即释放预留资源、VPN控制信令状态表和相关信息。。此时，该VPN的资源分配失败，源端节点向网管进行报告。

对于创建新的VPN的情况，在VPN建立成功之后，该VPN中相关的节点设备将向网管实时报告VPN资源的占用情况。VPN用户通过网管对资源占用情况进行管理。

在VPN使用完毕或者资源占用要求降低的情况下，可以主动释放该VPN所占用的资源。因此，接下来介绍释放VPN资源的操作方法。参见图3所示，该方法包括如下的实施步骤：

1)用户首先通过业务受理中心向网管提出释放VPN资源(即减少VPN资源)的申请，同时提交VPN标识、业务信息和所释放资源的数量等信息。

2)网管通过网络层的管理平面将VPN资源释放命令发送给该VPN所经过的数据通路的源端节点(包括边缘关口设备)。该VPN资源释放命令包括VPN标识、资源参数等相关参数；

3)源端节点收到该VPN资源释放命令后，为被申请释放资源的VPN预减资源，并通过网络层的控制平面向中间节点发送VPN资源释放命令。该VPN资源释放命令中携带有命令的消息标识、VPN编号、业务类别、减少的带宽等参数；

4)中间节点或目的端节点收到该VPN资源释放命令后，为所申请释放资源的VPN预减相应的资源。其中，在中间节点处，具有相同VPN编号和业务类别(含带宽汇聚比)的端到端的VPN资源在该节点内部按汇聚比预减少，然后沿该VPN所确定的路由继续向下一个节点转发该VPN资源释放命令，直至目的端节点。此时，如果采用前向应答方式，中间节点还要向上游节点发送释放接收响应。

5)目的端节点收到该VPN资源释放命令后，向该节点上游的节点发送接受VPN资源释放的响应，直至源端节点。上游的各节点在收到该接受响应后，将各节点处预减的资源改为实际减少的资源，直至源端节点也完成此操作。此时，VPN资源释放成功，源端节点向网管进行报告。

在上述增加或释放VPN资源的过程中，为防止命令及其响应丢失，每一个节点在发送(或转发)命令之后将启动重发计时器，计时到后如果还未收到相应的响应将启动重发机制。如果重发超出预定的次数，则认为命令执行失败，节点将这一情况报告网管。

需要说明的是，上述通过网络层控制平面的命令对VPN的资源进行管理的方法适合于增加/减少VPN的资源。但如果要删除该VPN，应该通过管理平面的命令来实现。

上面对本发明所述的基于控制平面的虚拟专网资源管理方法进行了详细的说明，但显然本发明的具体实现形式并不局限于此。对于本技术领域的一般技术人员来说，在不背离本发明的权利要求范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种虚拟专网资源管理方法，用在采用不面向连接工作方式的IP电信网系统中，基于控制平面增加虚拟专网的资源，其特征在于包括如下的步骤：

1）用户向网管提出虚拟专网资源分配申请；

2）如果网管接受该申请，则决定具有确定路由的数据通路的数量及相应的源端节点和目的端节点；

3）网管通过网络层的管理平面向所述数据通路的源端节点发送虚拟专网资源分配命令；

4）源端节点收到所述虚拟专网资源分配命令后，根据自身的资源情况作出决定：如果拒绝所述虚拟专网资源分配命令，直接向网管发拒绝响应；如果接受所述虚拟专网资源分配命令，则为所述虚拟专网预留资源，并通过网络层的控制平面向虚拟专网所经过的中间节点发送虚拟专网资源分配命令；

5）中间节点收到所述虚拟专网资源分配命令后，根据自身的资源情况作出决定：如果拒绝所述虚拟专网资源分配命令，直接发拒绝响应；如果接受所述虚拟专网资源分配命令，则建立虚拟专网控制信令状态表，为所述虚拟专网预留资源，沿所述虚拟专网确定的路由继续向下一个节点转发所述虚拟专网资源分配命令，直至目的端节点；

6）所述目的端节点如果能够接受所述虚拟专网资源分配命令，就向该节点上游的节点发送接受响应，所述接受响应逐级向上游转发，直至源端节点，收到所述接受响应的上游节点及源端节点将预留的资源改为专门分配给所述虚拟专网的资源。

2.如权利要求1所述的虚拟专网资源管理方法，其特征在于：

所述步骤1）中，所述用户向所述网管提交包括虚拟专网用户信息、业务信息和资源要求之内的信息。

3.如权利要求1所述的虚拟专网资源管理方法，其特征在于：

所述步骤2）中，所述网管对于新创建的虚拟专网，同时为其建立虚拟专网编号。

4.如权利要求1所述的虚拟专网资源管理方法，其特征在于：

所述步骤4）～6）中，所述源端节点、中间节点或目的端节点如果接受所述虚拟专网资源分配命令，则将具有相同虚拟专网编号和业务类别的端到端的虚拟专网资源在该节点内部进行聚合，形成以虚拟专网编号和业务类别为标识的虚拟专网资源。

5.如权利要求1所述的虚拟专网资源管理方法，其特征在于：

在所述虚拟专网资源管理方法执行过程中，只要有一个节点拒绝所述虚拟专网资源分配命令,相应的拒绝响应就沿上游逐级转发，直至源端节点，此时所述虚拟专网的资源分配失败，所述源端节点向所述网管进行报告。

6.如权利要求1所述的虚拟专网资源管理方法，其特征在于：

在所述虚拟专网资源管理方法执行过程中，每一个节点在发送命令之后将启动重发计时器，计时到后如果还未收到相应的响应将启动重发机制。

7.一种虚拟专网资源管理方法，用在采用不面向连接工作方式的IP电信网系统中，基于控制平面减少虚拟专网的资源，其特征在于包括如下的步骤：

a）用户向网管提出虚拟专网资源释放申请；

b）网管通过网络层的管理平面将虚拟专网资源释放命令发送给虚拟专网所经过的数据通路的源端节点；

c）所述源端节点收到所述虚拟专网资源释放命令后，为被申请释放资源的虚拟专网预减资源，并通过网络层的控制平面向中间节点发送虚拟专网资源释放命令；

d）所述中间节点收到所述虚拟专网资源释放命令后，为所申请释放资源的虚拟专网预减相应的资源，然后沿所述虚拟专网确定的路由继续向下一个节点转发所述虚拟专网资源释放命令，直至目的端节点；

e）所述目的端节点收到所述虚拟专网资源释放命令后，发出接受响应，上游的中间节点在收到所述接受响应后，将各节点处预减的资源改为实际减少的资源，直至源端节点也完成此操作。

8.如权利要求7所述的虚拟专网资源管理方法，其特征在于：

所述步骤a）中，所述用户同时向所述网管提交包括虚拟专网标识、业务信息和所释放资源的数量在内的信息。

9.如权利要求7所述的虚拟专网资源管理方法，其特征在于：

所述步骤c）～e）中，具有相同虚拟专网编号和业务类别的端到端的虚拟专网资源在节点内部按汇聚比预减少。

10.如权利要求7所述的虚拟专网资源管理方法，其特征在于：

所述步骤d）中，如果采用前向应答方式，中间节点向上游节点发送释放接收响应。

11.如权利要求7所述的虚拟专网资源管理方法，其特征在于：

在所述虚拟专网资源管理方法执行过程中，每一个节点在发送命令之后将启动重发计时器，计时到后如果还未收到相应的响应将启动重发机制。

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